DE19848883A1 - Drive pinion engaging into drive cable has cogging with angled flanks, and tops - Google Patents

Drive pinion engaging into drive cable has cogging with angled flanks, and tops

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DE19848883A1 DE1998148883 DE19848883A DE19848883A1 DE 19848883 A1 DE19848883 A1 DE 19848883A1 DE 1998148883 DE1998148883 DE 1998148883 DE 19848883 A DE19848883 A DE 19848883A DE 19848883 A1 DE19848883 A1 DE 19848883A1
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Thomas Kraus
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16GBELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G9/00Ropes or cables specially adapted for driving, or for being driven by, pulleys or other gearing elements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05FDEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F11/00Man-operated mechanisms for operating wings, including those which also operate the fastening
    • E05F11/38Man-operated mechanisms for operating wings, including those which also operate the fastening for sliding windows, e.g. vehicle windows, to be opened or closed by vertical movement
    • E05F11/42Man-operated mechanisms for operating wings, including those which also operate the fastening for sliding windows, e.g. vehicle windows, to be opened or closed by vertical movement operated by rack bars and toothed wheels or other push-pull mechanisms
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    • E05F11/426Flexible rack-and-pinion arrangements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
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    • E05Y2900/55Windows

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Abstract

The drive pinion (5) engages into a spirally coiled drive cable (6). The cogging of the drive pinion in its flanked part (5B) in contact (5C) with the cogging (9)of the drive cable has a profile angle of less than 5 degrees. The cogs of the drive pinion where the tops (5A) and flanks (5B) meet, have a radius (5R) which is preferably one fifth of the width of the cogging top in the working circle (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebsritzel für den Eingriff in ein spiralförmig gewendeltes Antriebskabel, insbesondere für den Antrieb eines bewegbaren Fahrzeugdachteiles.The invention relates to a drive pinion for engagement in a helically coiled Drive cable, in particular for driving a movable vehicle roof part.

Aus der DE-AS 12 45 794 ist ein Antriebsritzel für ein Schiebefenster eines Kraftfahrzeuges gezeigt, das mit einem spiralförmig gewendelten Antriebskabel im Eingriff steht. Die Antriebsritzel für öffnungsfähige Fahrzeugdachteile weisen bisher eine in Fig. 3 dargestellte gewöhnliche Evolventenverzahnung auf. Beim Eingriff eines derartigen Antriebsritzels in ein spiralförmig gewendeltes Antriebskabel entstehen unangenehme laute Geräusche. Der Bewegungsablauf ist nicht konstant, eine schlechte Profilüberdeckung, hohe Radialkräfte und ein erhöhter Verschleiß sowie eine erhöhte Toleranzempfindlichkeit der Verzahnungspaarung sind weitere negative Begleiterscheinung neben der unerwünschten Geräuschbildung.From DE-AS 12 45 794 a drive pinion for a sliding window of a motor vehicle is shown, which is in engagement with a spirally coiled drive cable. The drive pinions for vehicle roof parts which can be opened have hitherto had the usual involute toothing shown in FIG. 3. When such a drive pinion engages in a spirally coiled drive cable, unpleasant loud noises occur. The sequence of movements is not constant, poor profile overlap, high radial forces and increased wear as well as an increased tolerance sensitivity of the gear pairing are further negative side effects in addition to the undesirable noise generation.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebsritzel bzw. eine Verzahnungsgeometrie für einen Eingriff eines Antriebsritzels in ein spiralförmig gewendeltes Antriebskabel zu schaffen, mittels dem ein verschleißärmerer ruhiger Antrieb erreicht wird.The present invention has for its object a drive pinion or Gear geometry for an engagement of a drive pinion in a spiral to create a coiled drive cable, by means of which a quieter drive with less wear is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims.

Während bei der bisher üblichen Evolventenverzahnung (Fig. 3) im Kontaktpunkt 15C der Zahnflanken 15B des Antriebsritzel 15 ein Flankenwinkel β2 von etwa 20° üblich war, zeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch aus, daß das Verzahnungsprofils des Antriebsritzels im Flankenbereich im Kontaktbereich zur Verzahnung des Antriebskabels einen Profilwinkel β1 von weniger als 5° aufweist. While in the previously common involute toothing ( FIG. 3) in the contact point 15 C of the tooth flanks 15 B of the drive pinion 15 a flank angle β 2 of approximately 20 ° was customary, the present invention is characterized in that the tooth profile of the drive pinion in the flank area in the contact area for interlocking the drive cable has a profile angle β 1 of less than 5 °.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Antriebsritzels wird ein optimales Abrollverhalten gegenüber dem Profil des Antriebskabels erreicht. Die erreichbare Geräuschreduzierung beträgt im Durchschnitt etwa dB5 (A).The inventive design of the drive pinion is an optimal one Rolling behavior compared to the profile of the drive cable achieved. The attainable The average noise reduction is about dB5 (A).

Die bisherige Profilüberdeckung von etwa 0,85 erhöht sich bei mittlerem Achsabstand bei der erfindungsgemäßen Verzahnung auf etwa 1,4, wodurch ein wesentlich konstanterer Bewegungsablauf erreicht wird. Durch den kleineren Profilwinkel von weniger als 5° gegenüber bisher etwa 20° im Kontaktpunkt treten auch erheblich kleinere Radialkräfte auf, die bei der bisherigen Verzahnung etwa 35% der Umfangskraft betrugen und bei der erfindungsgemäßen Verzahnung auf weniger als 9% zurückgehen. Dadurch ergibt sich ein deutlich geringerer Verschleiß in der Kabelführung und ein geräuschreduzierter Lauf. Durch weitere Modifikationen des Verzahnungsprofils im Kopf- und Fußbereich, ergeben sich auch bei verschiedenen Achsabständen des Antriebskabel optimale Abrollverhältnisse, so daß das System deutlich Toleranz unempfindlicher wird.The previous profile overlap of about 0.85 increases with the center distance at the toothing according to the invention to about 1.4, which makes a much more constant Movement sequence is achieved. Due to the smaller profile angle of less than 5 ° compared to about 20 ° at the contact point, there are also considerably smaller radial forces, which were about 35% of the circumferential force with the previous gearing and with the gearing according to the invention decrease to less than 9%. This results in a significantly less wear in the cable routing and a noise-reduced run. By further modifications of the toothing profile in the head and foot area also result optimal rolling conditions at different center distances of the drive cable, so that the System becomes significantly less sensitive to tolerance.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Zähne des Antriebsritzels im Kopfbereich annähernd rechteckig ausgebildet sind. An den Übergängen vom Kopfbereich der Zähne des Antriebsritzels in dem Flankenbereich ist vorzugsweise ein Radius vorhanden, der etwa einem Viertel bis zu einem Sechstel, vorzugsweise etwa einem Fünftel der Zahnkopfbreite im Wälzkreis entspricht.It is advantageous if the teeth of the drive pinion approximately in the head area are rectangular. At the transitions from the head area of the teeth of the Drive pinion in the flank region is preferably a radius that is approximately one A quarter to a sixth, preferably about a fifth of the tooth head width in Corresponding pitch circle.

Die Breite einer Zahnlücke des Antriebsritzels beträgt im Wälzkreis das 1,15 bis 1,20fache insbesondere etwa das 1,17fache der Breite eines Zahnkopfes.The width of a tooth gap of the drive pinion in the pitch circle is 1.15 to 1.20 times in particular about 1.17 times the width of a tooth tip.

Eine bevorzugte Verzahnungsgeometrie mit einem Antriebsritzel für den Eingriff in ein spiralförmig gewendeltes Antriebskabel sieht vor, daß die Verzahnung der Antriebskabel im Kopfbereich im Querschnitt kreisabschnittsförmig ausgebildet ist. Dabei umfaßt der Kreisabschnitt vorzugsweise einen Zentralwinkel von etwa 270°.A preferred tooth geometry with a drive pinion for engagement in a Spirally coiled drive cable provides that the teeth of the drive cable in the Head area in cross section is circular. The includes Circular section preferably a central angle of about 270 °.

Die Zähnezahl eines erfindungsgemäßen Antriebsritzels für eine Verwendung bei einem Antrieb eines öffnungsfähigen Fahrzeugdachteils (Deckel eines Schiebedaches) beträgt vorzugsweise 20).The number of teeth of a drive pinion according to the invention for use in a Drive of an openable vehicle roof part (cover of a sliding roof) is preferably 20).

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt: An exemplary embodiment is described below with reference to the drawing. It shows:  

Fig. 1 Einen schematischen Teilschnitt durch den vorderen Bereich eines Fahrzeugdaches, Fig. 1 shows a schematic partial section through the front portion of a vehicle roof,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Verzahnungs­ geometrie mit einem erfindungsgemäßen Antriebsritzel und Fig. 2 shows an enlarged section of a gear geometry according to the invention with a drive pinion and

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich der Fig. 2 zur Verdeutlichung einer herkömmlichen, dem bisherigen Stand der Technik entsprechenden Verzahnung. Fig. 3 is a representation similar to FIG. 2 to illustrate a conventional toothing corresponding to the prior art.

In Fig. 1 ist schematisch der vordere Teil eines öffnungsfähigen Fahrzeugdachteils, wie beispielsweise eines Deckels eines Schiebehebedachs in geschlossener Position dargestellt. Das Fahrzeugdachteil 1 stößt dabei mit einer nicht näher bezeichneten Dichtung an eine Abkantung eines festen Fahrzeugdaches 2 an, unterhalb dem im Randbereich zur Dachöffnung, die vom Fahrzeugdachteil 1 abgedeckt wird, sich ein Rahmen 3 erstreckt. Am Rahmen 3 ist die Bewegungsmechanik des Fahrzeugdachteils 1 gelagert. Der Rahmen 3 dient ferner zur Lagerung eines elektrischen Antriebsmotors 4, welcher über ein Antriebsritzel 5 mit zwei Antriebskabeln 6 bzw. 7 im Eingriff steht, welche in Führungen am Rahmen 3 geführt sind und für eine zug- und druckfeste Verbindung zur nicht dargestellten Mechanik des Fahrzeugdachteils 1 sorgen.In Fig. 1, the front part of an openable vehicle roof part, such as a cover of a sliding / tilting roof is shown schematically in the closed position. The vehicle roof panel 1 comes across with an unspecified seal at a fold of a fixed vehicle roof 2 at, extends below the in the edge region of the roof opening which is covered from the vehicle roof part 1, a frame. 3 The movement mechanism of the vehicle roof part 1 is mounted on the frame 3 . The frame 3 also serves to mount an electric drive motor 4 , which is in engagement with a drive pinion 5 with two drive cables 6 and 7 , which are guided in guides on the frame 3 and for a tensile and pressure-resistant connection to the mechanics of the vehicle roof part, not shown 1 worry.

In Fig. 2 ist die Verzahnungsgeometrie eines solchen Antriebskabels 6 und des damit im Eingriff stehenden Antriebsritzels 5 vergrößert dargestellt. Die Verzahnung des Antriebsritzels 5 ist in einem Kopfbereich 5A im wesentlichen rechteckig ausgebildet. Am Übergang zum Flankenbereich 5B, der mit dem Kopfbereich 5A im wesentlich einen rechten Winkel bildet, ist ein Radius 5R vorgesehen, der etwa einem Viertel bis einem Sechstel, vorzugsweise etwa einem Fünftel der Zahnkopfbreite B, gemessen im Wälzkreis 8 des Antriebsritzels 5, entspricht.In FIG. 2, the gear tooth geometry is such a drive cable 6 and thereby the engaged pinion gear 5 enlarged. The toothing of the drive pinion 5 is essentially rectangular in a head region 5 A. At the transition to the flank region 5 B, which essentially forms a right angle with the head region 5 A, a radius 5 R is provided, which is approximately a quarter to a sixth, preferably approximately a fifth, of the tooth head width B, measured in the pitch circle 8 of the drive pinion 5 , corresponds.

Verglichen zur Breite B eines Zahnkopfes 5A beträgt die Breite L einer Zahnlücke 5L des Antriebsritzels 5 im Wälzkreis 8 etwa das 1,15 bis 1,20fache, insbesondere etwa das 1,17fache der Breite B eines Zahnkopfes 5A. Compared to the width B of a tooth tip 5 A, the width L of a tooth gap 5 L of the drive pinion 5 in the pitch circle 8 is approximately 1.15 to 1.20 times, in particular approximately 1.17 times the width B of a tooth tip 5 A.

Die Verzahnungsgeometrie als Paarung zwischen einem Antriebsritzel 5 und einem spiralförmig gewendelten Antriebskabel 6 bzw. 7 ist optimal ausgebildet, wenn die Verzahnung 9 der Antriebskabel 6 bzw. 7 in deren Kopfbereich im Querschnitt kreisabschnittsförmig ausgebildet ist. Dabei beträgt ein Zentralwinkel α des Kreisabschnitts etwa 270°, mit einer Abweichung von etwa 40° nach oben oder unten. Für optimale Wälzverhältnisse in Verbindung mit einem für öffnungsfähige Fahrzeugdächer üblichen spiralförmig gewendelten Antriebskabels 6 bzw. 7, hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Zähnezahl des Antriebsritzels 5 exakt 20 beträgt.The toothing geometry as a pairing between a drive pinion 5 and a spirally coiled drive cable 6 or 7 is optimally designed if the toothing 9 of the drive cable 6 or 7 is formed in the head region in the form of a circular section in cross section. A central angle α of the circular section is approximately 270 °, with a deviation of approximately 40 ° upwards or downwards. For optimum rolling conditions in connection with a spirally coiled drive cable 6 or 7 , which is common for openable vehicle roofs, it has proven to be particularly advantageous if the number of teeth of the drive pinion 5 is exactly 20.

Der Profilwinkel β1, gebildet von Tangenten an das Verzahnungsprofil des Antriebsritzels 5 bzw. des Antriebskabels 6 im Kontaktpunkt 5C beträgt bei der erfindungsgemäßen Verzahnung gern. Fig. 2 etwa 5° oder auch weniger.The profile angle β 1 , formed by tangents to the tooth profile of the drive pinion 5 or of the drive cable 6 in the contact point 5 C, is happy with the toothing according to the invention. Fig. 2 about 5 ° or less.

Im Vergleich dazu, ist in Fig. 3 eine bisher übliche Verzahnungsgeometrie mit einem Ritzel 15 mit einer typischen Evolventen-Verzahnung dargestellt, bei dem Kopfbereich 15A und Flankenbereich 15B derart ausgebildet sind, daß sich beim Eingriff in ein Antriebskabel 16, das in seiner Geometrie identisch mit dem Antriebskabel 6 gem. Fig. 2 sein kann, im Kontaktpunkt 15C ein Flankenwinkel 2 β2 ergibt, der etwa 20° beträgt. Die aufgrund des größeren Profilwinkels wesentlich erhöhten Radialkräfte wurden bereits eingangs erwähnt.In comparison, a previously customary tooth geometry with a pinion 15 with a typical involute toothing is shown in Fig. 3, are formed in the head region 15 A and flank region 15 B such that when engaging in a drive cable 16 , which in its Geometry identical to the drive cable 6 acc. Fig. 2 can be, in the contact point 15 C results in a flank angle 2 β 2 , which is approximately 20 °. The radial forces, which were significantly increased due to the larger profile angle, were already mentioned at the beginning.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Antriebsritzels bzw. die erfindungsgemäße Verzahnungsgeometrie als Paarung mit einem entsprechenden Antriebskabel wurde mit relativ einfachen Mitteln, eine deutliche Geräuschreduzierung und eine Reduzierung des Verschleißes erreicht. Through the inventive design of the drive pinion or the inventive Gear geometry as a pairing with a corresponding drive cable has been included relatively simple means, a significant noise reduction and a reduction in Wear reached.  

BezugszeichenlisteReference list

11

Fahrzeugdachteil (Deckel)
Vehicle roof part (cover)

22nd

(festes Fahrzeugdach)
(fixed vehicle roof)

33rd

Rahmen
frame

44th

Antriebsmotor
Drive motor

55

Antriebsritzel
Drive pinion

55

A Kopfbereich der Verzahnung
A head area of the gearing

55

B Flankenbereich
B flank area

55

C Kontaktbereich
C contact area

55

R Radius (zwischen R radius (between

55

A und A and

55

B)
B)

55

L Zahnlücke
L tooth gap

66

Antriebskabel
Drive cable

77

Antriebskabel
Drive cable

88th

Wälzkreis (von Pitch circle (from

55

)
)

99

Verzahnung von Gearing of

66

, ,

77

1515

Antriebsritzel (Stand der Technik)
Drive pinion (state of the art)

1515

A Kopfbereich der Verzahnung
A head area of the gearing

1515

B Flankenbereich
B flank area

1515

C Kontaktbereich
C contact area

1616

Antriebskabel
α Zentralwinkel (bei
Drive cable
α central angle (at

99

)
β1
)
β 1

Profilwinkel (Profile angle (

Fig.Fig.

2)
β2
2)
β 2

Profilwinkel (Profile angle (

Fig.Fig.

3)
B Breite des Zahnkopfes
L Breite einer Zahnlücke
3)
B width of the tooth tip
L width of a tooth gap

Claims (7)

1. Antriebsritzel (5) für den Eingriff in ein spiralförmig gewendeltes Antriebskabel (6, 7), insbesondere für den Antrieb eines bewegbaren Fahrzeugdachteiles (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Verzahnungsprofil des Antriebsritzels (5) im Flankenbereich (5B) im Kontaktbereich (5C) zur Verzahnung (9) des Antriebskabels (6, 7) einen Profilwinkel (β1) von weniger als 5° aufweist.1. Drive pinion ( 5 ) for engaging in a spirally coiled drive cable ( 6 , 7 ), in particular for driving a movable vehicle roof part ( 1 ), characterized in that the tooth profile of the drive pinion ( 5 ) in the flank area ( 5 B) in the contact area ( 5 C) for toothing ( 9 ) of the drive cable ( 6 , 7 ) has a profile angle (β 1 ) of less than 5 °. 2. Antriebsritzel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des Antriebsritzels (5) im Kopfbereich (5A) annähernd rechteckig ausgebildet sind.2. Drive pinion according to claim 1, characterized in that the teeth of the drive pinion ( 5 ) in the head region ( 5 A) are approximately rectangular. 3. Antriebsritzel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des Antriebsritzels (5) an den Übergängen vom Kopfbereich (5A) in den Flankenbereich (5B) einen Radius (5R) aufweisen, der etwa einem Viertel bis einem Sechstel, vorzugsweise einem Fünftel der Zahnkopfbreite (B) im Wälzkreis (8) entspricht.3. Drive pinion according to claim 2, characterized in that the teeth of the drive pinion ( 5 ) at the transitions from the head region ( 5 A) into the flank region ( 5 B) have a radius ( 5 R) which is approximately a quarter to a sixth, preferably corresponds to a fifth of the tooth tip width (B) in the pitch circle ( 8 ). 4. Antriebsritzel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (L) einer Zahnlücke (5L) im Wälzkreis (8) etwas das 1,15 bis 1,20fache, insbesondere etwa das 1,17fache der Breite (B) eines Zahnkopfes (5A) entspricht.4. Drive pinion according to one of the preceding claims, characterized in that the width (L) of a tooth gap ( 5 L) in the pitch circle ( 8 ) is slightly 1.15 to 1.20 times, in particular approximately 1.17 times the width (B) of a tooth head ( 5 A). 5. Verzahnungsgeometrie mit einem Antriebsritzel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (9) der Antriebskabel (6, 7) im Kopfbereich im Querschnitt kreisabschnittsförmig ausgebildet ist.5. toothing geometry with a drive pinion according to one of the preceding claims, characterized in that the toothing ( 9 ) of the drive cable ( 6 , 7 ) is formed in the head region in the form of a circular section in cross section. 6. Verzahnungsgeometrie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisabschnitt einen Zentralwinkel (α) von etwa 270° umfaßt.6. gear geometry according to claim 5, characterized in that the Circle section has a central angle (α) of about 270 °. 7. Antriebsritzel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Zähnezahl 20 beträgt.7. Drive pinion according to one of the preceding claims, characterized in that that the number of teeth is 20.
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